AV2 - Transferência de Calor 2020 2A

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9/11/2020 Ultra
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Pergunta 1 -- /1,25
Um freezer especial possui dimensões internas de 2 metros de comprimento, 1 metro de altura e 1 metro de 
largura. Este freezer é isolado do meio ambiente com uma espuma de poliestireno, cuja condutividade térmica é 
0,028 W.m .ºC . Determine a espessura dessa espuma de poliestireno necessária de forma que a taxa de 
calor que entre no freezer seja menor que 600 W, considerando ainda que a temperatura externa do freezer é de 
35ºC e a interna deverá ser de -20ºC:
−1 −1
0,5 cm
1,6 cm
Resposta correta2,6 cm
3,2 cm
4,0 cm
Pergunta 2 -- /1,25
Uma condução de calor em uma parede se processa sob regime permanente considerada unidimensional, sem 
geração de calor, com uma distribuição de temperatura igual a 
T open parentheses x close parentheses equals a plus b x plus c x squared Considere que a área da parede é 
de 20 m , espessura é 30 cm, com condutividade térmica 5 W.m .ºC . Sabendo que a temperatura interna da 
parede é de 170ºC e a temperatura externa da parede é de 20ºC, determine os valores de a, b e c na equação 
de distribuição de temperatura, admitindo ainda que a taxa de transferência de calor é de 200 kW:
2 −1 −1
a= 70ºC, b = -500 ºC/m, c = 0
Resposta corretaa = 170ºC, b = -500 ºC/m, c = 0
a= 140ºC, b = -250 ºC/m, c = 20ºC/m2
a = 140ºC, b = -500 ºC/m, c = 20ºC/m2
a= 70ºC, b = -500 ºC/m, c = 20ºC/m2
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Pergunta 3 -- /1,25
Admita transferência de calor por condução unidimensional, sem geração interna de calor, em regime 
estacionário, em uma placa plana de espessura de 30 cm que possua condutividade térmica 40 W.m .ºC . 
Para cada caso da tabela que se segue, determine a grandeza que ainda desconhecida.
Assinale a alternativa INCORRETA:
−1 −1
Transferência de Calor 01.PNG
1
A = -200 K/m e D = -150 K/m
C = -75ºC e F = 6400 W/m²
E = -128ºC e H = 8000 W/m²
G = 110ºC e I = -40ºC
Resposta corretaB = 2000 W/m² e J = 100 K/m
Pergunta 4 -- /1,25
Uma tubulação de 25 cm de diâmetro e 10 m de comprimento sob o solo a uma profundidade de 50 cm. O solo 
apresenta uma temperatura em sua superfície correspondente a 25ºC e a parede da tubulação uma temperatura 
de 90ºC. Considerando que a condutividade térmica deste solo é de aproximadamente 0,75 W.m .ºC , estime 
o calor que se esvai da tubulação (Dica: consulte a Tabela 1.3 do livro texto, (Souza, 2016):
−1 −1
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1,07 kW
Resposta correta1,47 kW
3,05 kW
4,17 kW
8,10 kW
Pergunta 5 -- /1,25
Uma parede plana de espessura de 20 cm e condutividade térmica 45 W.m .ºC , com uma geração 
volumétrica de calor correspondente a 500 W/m no centro da mesma, apresenta em uma superfície a 
temperatura de 30ºC e na outra a temperatura de 150ºC. Determine a temperatura máxima da parede:
−1 −1
3
147,8ºC
152,2ºC
150,0ºC
Resposta correta150,1ºC
180,0ºC
Pergunta 6 -- /1,25
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Uma placa de fibra de vidro, cuja condutividade térmica é de 0,035 
W. m to the power of minus 1 end exponent. C presuperscript ring operator superscript minus 1 end 
superscript
 consegue isolar uma região que está submetida a 70ºC, diminuindo essa temperatura, após seu isolamento, 
para 30ºC. Considerando que a espessura dessa placa é de 5 cm, qual o taxa de transferência de calor, se a 
área de isolamento corresponde a 10 m²?
35 W
70 W
140 W
Resposta correta280 W
560 W
Pergunta 7 -- /1,25
Que a transferência de calor por condução unidimensional pode ser tratada como um sistema com resistências 
térmicas, você já sabe, e esses termos são do tipo 
fraction numerator L over denominator kappa capital alpha end fraction
Estes termos podem se encontrar em série, mas também em paralelo. Observe a parede na figura a seguir:
Neste caso, você tem uma parede composta de 6 materiais diferentes, a, b, c, d, e e f, cada um com uma 
condutividade. Os materiais b, c e d estão em paralelo. O cálculo para o fluxo de calor nessas condições pode 
ser sintetizado na forma de 
q equals fraction numerator increment T over denominator capital sigma R end fraction , considerando que a 
composição se assemelha a um sistema elétrico:
Transferência de Calor 02.PNG
1
Transferência de Calor 03.PNG
1
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Determine a equação apropriada para estimar o fluxo de calor, considerando uma parede de área frontal igual a 
1 m . Calcule este fluxo de calor, nas condições da primeira figura apresentada, considerando ainda que a 
condutividade térmica de cada material é k = 35 W.m .ºC , k = 2 W.m .ºC , k = 1,5 W.m .ºC , 
k = 2,5 W.m .ºC , k = 0,35 W.m .ºC e k = 0,018 W.m .ºC . Com esta equação, estime o fluxo de calor.
 (Atenção: este tratamento, como um sistema elétrico, só deve ser feito se as condutividades dos materiais em 
paralelo forem de valores próximos, pois, do contrário, ou seja, se elas forem muito diferentes, um fluxo de calor 
bidimensional ocorrerá):
2
a
-1 -1
b
-1 -1
c
-1 -1
d
-1 -1
e
-1 -1
f
-1 -1
8 W
16 W
Resposta correta157,7 W
16,2 kW
160 kW
Pergunta 8 -- /1,25
Uma parede de aço inoxidável (k = 19 W.m .ºC ) de 1,5 cm de espessura é recoberta por um material isolante 
de 3,0 cm (k = 0,5 W.m .ºC ). Determine a espessura de uma lã de rocha (k = 0,065 W.m .ºC ) necessária 
para reduzir a taxa de transferência de calor por unidade de área para 20% da composição inicial (aço + material 
isolante):
−1 −1
−1 −1 −1 −1
Resposta correta1,6 mm
3,2 mm
4,0 mm
1,6 cm
4,0 cm